上海天文館選址位于浦東新區臨港新城臨港大道與環(huán)湖北三路口，距離軌道交通16號線(xiàn)滴水湖站約700米，總用地面積58602平方米，總建筑面積38164平方米，包括一幢主體建筑，魔力太陽(yáng)塔、青少年觀(guān)測基地、大眾天文臺、餐廳等附屬建筑，土建投資約5.28億元人民幣。建成后的上海天文館將成為全球建筑面積最大的天文館。上海天文館由上海科技館承擔建設主體、中科院上海天文臺提供專(zhuān)業(yè)技術(shù)支撐，項目于2014年1月29日由上海市發(fā)改委立項，預計2019年竣工并于2020年開(kāi)放。
目前，中國大陸地區只有北京天文館這一座大型天文館（全球范圍內大大小小的天文館不下4000座，而我國大陸地區能稱(chēng)得上“天文館”的只有3座，其中只有北京天文館屬于綜合性的天文館，建于1955年，曾是亞洲第一座大型天文館）。葉叔華院士在2010年向上海市領(lǐng)導表示21世紀深空探測將成為各國科技競賽場(chǎng)，我國也在其中進(jìn)行了卓有成效的探索，興建天文館，對廣大市民進(jìn)行天文科學(xué)知識普及推廣，補充青少年天文科學(xué)方面的非正規教育至關(guān)重要。
上海天文館建筑方案由美國意艾德建筑事務(wù)所和上海現代建筑設計院組成的聯(lián)合體設計。設計體現了“天體”及“軌道運動(dòng)”的概念。主體建筑三個(gè)明顯的圓形構成“三體”結構；橢圓形的建筑形態(tài)構成天體運行軌道，與三個(gè)天體一同詮釋了天體運行的基本規律，暗示著(zhù)“萬(wàn)有引力”這一塑造宇宙今日之面貌的神奇自然力。主建筑外的景觀(guān)區域設計了4條非同心圓的步道，從主建筑向外自然延伸出去，象征星系的旋臂。主體建筑暗藏玄機，“圓洞天窗”、“倒置穹頂”、“球幕光環(huán)”等特色設計令建筑本身成為一臺天文儀器。天文館工程建設中將采用全生命周期BIM示范應用、雨水回收利用及生態(tài)凈化處理、太陽(yáng)能可再生能源利用、導光管系統、地源熱泵等技術(shù)，建設一座節能、智慧、生態(tài)建筑。